DE112013006365T5 - System for shifting an analogue output signal of a sensor device, sensor bearing unit, slider module and sliding method - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein System (1) zum Verschieben mindestens eines analogen Ausgangssignals einer Sensorvorrichtung (2 + 3; 2), wobei das System die Sensorvorrichtung umfasst, die mindestens zwei Erfassungszellen (21, 22, 23) enthält, die zum Bestücken einer mechanischen Vorrichtung (10) eingerichtet sind, und die mindestens zwei analoge Ausgangssignale (C31, S32; U21, U22, U23; U21, U22) je nach Verhalten der mechanischen Vorrichtung liefert. Das System umfasst neben der Sensorvorrichtung außerdem eine Schieberschaltung (4; 3 + 4), die selektiv die mindestens zwei analogen Ausgangssignale verarbeitet und die mindestens einen ersten Teil (41), der mindestens eine passive analoge Komponente mit einem variablen Parameter enthält, und einen zweiten Teil (42) umfasst, der mindestens eine passive analoge Komponente mit einem variablen Parameter enthält, sowie Steuerungsmittel (5) zum Steuern der variablen Parameter der passiven analogen Komponenten, wobei eine Änderung dieser variablen Parameter mindestens eines der analogen Ausgangssignale der Sensorvorrichtung in der Schieberschaltung verschiebt. Die Schieberschaltung liefert mindestens zwei analoge Ausgangssignale der Sensorvorrichtung, darunter mindestens ein verschobenes Ausgangssignal, welches das erste verschobene analoge Ausgangssignal (C41) und/oder das zweite verschobene Sinus-Signal (S42) der Sensorvorrichtung beinhaltet. Die Erfindung betrifft außerdem eine Sensorlagereinheit, die ein Lager und ein derartiges System enthält, ein Schiebermodul sowie ein Verfahren zum Verschieben mindestens eines analogen Ausgangssignals einer Sensorvorrichtung.The invention relates to a system (1) for shifting at least one analogue output signal of a sensor device (2 + 3; 2), the system comprising the sensor device which contains at least two detection cells (21, 22, 23) for equipping a mechanical device (10) are arranged, and which supplies at least two analogue output signals (C31, S32, U21, U22, U23, U21, U22) depending on the behavior of the mechanical device. The system further comprises, in addition to the sensor device, a shifter circuit (4; 3 + 4) which selectively processes the at least two analog output signals and the at least one first part (41) containing at least one passive analog component with a variable parameter and a second one Comprising part (42) containing at least one passive analog component with a variable parameter and control means (5) for controlling the variable parameters of the passive analog components, wherein a change in these variable parameters shifts at least one of the analog output signals of the sensor device in the shifter circuit , The shifter circuit provides at least two analog output signals from the sensor device, including at least one shifted output signal which includes the first shifted analog output signal (C41) and / or the second shifted sine signal (S42) of the sensor device. The invention also relates to a sensor bearing unit that includes a bearing and such a system, a slider module and a method for shifting at least one analog output signal of a sensor device.
Description
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zum Verschieben mindestens eines analogen Ausgangssignals einer Sensorvorrichtung. Die Erfindung betrifft außerdem eine Sensorlagereinheit, die ein Lager und ein derartiges System beinhaltet. Die Erfindung betrifft außerdem ein Schiebermodul. The invention relates to a system and a method for shifting at least one analog output signal of a sensor device. The invention also relates to a sensor bearing unit including a bearing and such a system. The invention also relates to a slide module.
Hintergrund der Erfindung Background of the invention
Es ist bekannt, eine mechanische Vorrichtung wie etwa einen Motor, der einen Rotor und einen Stator enthält, mit einer Sensorlagereinheit auszustatten, um die Drehung des Rotors im Verhältnis zum Stator nachzuverfolgen. Andere mechanische Vorrichtungen, die einen mobilen Teil und einen feststehenden Teil enthalten, können mit einer solchen Sensorvorrichtung ausgestattet werden, z. B. Servolenkung, Wechselstromgenerator und Zahnschienenvorrichtungen. Je nach der mechanischen Vorrichtung kann der mobile Teil eine Drehbewegung oder eine Translationsbewegung ausführen. Somit kann die Sensorvorrichtung einen Drehwinkelsensor oder einen Linearsensor enthalten. It is known to provide a mechanical device, such as a motor including a rotor and a stator, with a sensor bearing unit to track the rotation of the rotor relative to the stator. Other mechanical devices including a mobile part and a fixed part may be equipped with such a sensor device, e.g. As power steering, alternator and rack rail devices. Depending on the mechanical device, the mobile part can perform a rotational movement or a translatory movement. Thus, the sensor device may include a rotation angle sensor or a linear sensor.
Mit anderen Worten ist jede mechanische Vorrichtung mit einer eigens zugewiesenen Sensorvorrichtung ausgestattet, was eine spezifische Indexierung erforderlich macht, um effektive Messungen bereitzustellen. In other words, each mechanical device is equipped with a dedicated sensor device, which requires specific indexing to provide effective measurements.
Einige Kunden, die Sensorlagereinheiten nutzen, haben nicht viel Erfahrung und Wissen in Bezug auf die Motorsteuerungsstrategien und nutzen daher Standardlösungen. Diese Lösungen akzeptieren häufig nur eine präzise Indexierung der Sensorlager-Ausgangssignale mit dem Magnetfeld des Rotors. In der Regel kann eine Abweichung von nur ±8 Grad zwischen dem Null-Index der Ausgangssignale und dem Null-Index des Rotors akzeptiert werden, wenn diese Abweichung von einer Steuerung justiert werden kann, und unter Umständen kann eine Abweichung von nur ±0,5 Grad akzeptiert werden, falls es keine Justierung in einer Steuerung gibt. Some customers who use sensor bearing assemblies do not have much experience and knowledge of engine control strategies and therefore use standard solutions. These solutions often accept only a precise indexing of the sensor bearing output signals with the magnetic field of the rotor. In general, a deviation of only ± 8 degrees between the zero index of the output signals and the zero index of the rotor can be accepted if this deviation can be adjusted by a controller, and possibly a deviation of only ± 0.5 Degrees are accepted if there is no adjustment in a controller.
Mechanisch kann der Null-Index auf zweierlei Weise eingestellt werden: Vorindexieren des Rotors mit der Welle (vom Motorhersteller vorgenommen) und/oder Vorindexierung der Welle mit dem Sensor (vom Motorhersteller oder Sensorhersteller vorgenommen). Diese Verfahren sind schwierig und kostenintensiv umzusetzen, da sie eine präzise mechanische Indexierung bedingen. Mechanically, the zero index can be set in two ways: pre-indexing the rotor with the shaft (made by the engine manufacturer) and / or pre-indexing the shaft with the sensor (made by the engine manufacturer or sensor manufacturer). These methods are difficult and expensive to implement because they require precise mechanical indexing.
Es ist beispielsweise bekannt, eine Sensorlagereinheit mit einem Freiheitsgrad auf einer Welle zu montieren, was dem Sensor die Drehung erlaubt, um die Ausgangssignale in Bezug auf den Rotor mechanisch zu verschieben. Eine Drehung des Sensors um den Rotor von bis zu 180 Grad kann erforderlich sein, um die richtige Verschiebung bereitzustellen. Ein derartiges Verfahren ist schwierig umzusetzen und erfordert spezifische Werkzeuge zur präzisen Indexierung des mechanischen Winkelversatzes. For example, it is known to mount a one-degree-of-freedom sensor bearing assembly on a shaft, which allows the sensor to mechanically rotate the output signals relative to the rotor. A rotation of the sensor around the rotor of up to 180 degrees may be required to provide the proper displacement. Such a method is difficult to implement and requires specific tools for precise indexing of the mechanical angular misalignment.
Die
Die
Die
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG BRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
Der Erfindung liegt das Ziel zugrunde, ein einfaches System und Verfahren zum Verschieben mindestens eines der analogen Ausgangssignale einer Sensorvorrichtung bereitzustellen. The invention is based on the object of providing a simple system and method for shifting at least one of the analog output signals of a sensor device.
Zu diesem Zweck betrifft die Erfindung ein System zum Verschieben mindestens eines analogen Ausgangssignals einer Sensorvorrichtung, wobei das System die Sensorvorrichtung umfasst, die mindestens zwei Erfassungszellen umfasst, die zum Bestücken einer mechanischen Vorrichtung eingerichtet sind, und die mindestens zwei analoge Ausgangssignale je nach Verhalten der mechanischen Vorrichtung liefert. To this end, the invention relates to a system for shifting at least one analog output signal of a sensor device, the system comprising the sensor device comprising at least two detection cells, which are adapted to equip a mechanical device, and the at least two analog output signals depending on the behavior of the mechanical Device supplies.
Dieses System ist dadurch gekennzeichnet, dass es neben der Sensorvorrichtung außerdem Folgendes umfasst:
- – eine Schieberschaltung, die selektiv die mindestens zwei analogen Ausgangssignale verarbeitet und die mindestens Folgendes umfasst: – einen ersten Teil, der mindestens eine passive analoge Komponente mit einem variablen Parameter enthält, wobei der erste Teil dafür konfiguriert ist, die mindestens zwei analogen Ausgangssignale selektiv zu verarbeiten, um ein erstes verschobenes analoges Ausgangssignal der Sensorvorrichtung zu liefern, und – einen zweiten Teil, der mindestens eine passive analoge Komponente mit einem variablen Parameter enthält, wobei der zweite Teil dafür konfiguriert ist, die mindestens zwei analogen Ausgangssignale selektiv zu verarbeiten, um ein zweites verschobenes Sinus-Signal der Sensorvorrichtung zu liefern, das sich von dem ersten verschobenen analogen Ausgangssignal unterscheidet, und
- – Steuerungsmittel zum Steuern der variablen Parameter der passiven analogen Komponenten, wobei eine Änderung dieser variablen Parameter mindestens eines der analogen Ausgangssignale der Sensorvorrichtung in der Schieberschaltung verschiebt,
- A shifter circuit which selectively processes the at least two analogue output signals and which comprises at least: a first part including at least one passive analog component having a variable parameter, the first part being configured to selectively supply the at least two analogue output signals to provide a first shifted analog output signal of the sensor device, and a second part including at least one passive analog component having a variable parameter, the second part being configured to selectively process the at least two analog output signals second shifted sine signal of the sensor device, which differs from the first shifted analog output signal, and
- Control means for controlling the variable parameters of the passive analog components, wherein a change in these variable parameters shifts at least one of the analog output signals of the sensor device in the shifter circuit,
Dank der Erfindung kann der elektrische Winkelversatz ohne die Notwendigkeit einer präzisen Indexierung des mechanischen Winkelversatzes verschoben werden. Darüber hinaus ist kein Eingriff des Nutzers in die Software einer komplexen Steuerung erforderlich. Vorteilhafterweise können die Schieberschaltung und die Steuerungsmittel einer vorhandenen Sensorvorrichtung hinzugefügt werden, ohne diese Sensorvorrichtung und ihre inneren Komponenten zu verändern. Mit dem einfachen, kostengünstigen und effizienten System und Verfahren gemäß der Erfindung kann eine maximal realisierbare Verschiebung von fast 90 Grad erzielt werden, wie hier im Weiteren ausgeführt wird. Thanks to the invention, the electrical angular offset can be shifted without the need for precise indexing of the mechanical angular offset. In addition, no intervention of the user in the software of a complex control is required. Advantageously, the slider circuit and the control means may be added to an existing sensor device without changing that sensor device and its internal components. With the simple, inexpensive and efficient system and method according to the invention, a maximum realizable displacement of almost 90 degrees can be achieved, as will be explained hereinafter.
Gemäß weiteren Aspekten der Erfindung, die vorteilhaft aber nicht zwingend vorgeschrieben sind, kann ein solches System eines oder mehrere der folgenden Merkmale enthalten:
- – Die Schieberschaltung liefert zwei verschobene analoge Ausgangssignale, bei denen es sich um das erste verschobene analoge Ausgangssignal und das zweite verschobene Sinussignal handelt.
- – Der erste Teil und der zweite Teil der Schieberschaltung enthalten jeweils eine primäre passive analoge Komponente mit einem variablen primären Parameter, vorzugsweise mit dem gleichen Wert; eine gleichzeitige Änderung der variablen primären Parameter durch die Steuerungsmittel verschiebt die mindestens zwei analogen Ausgangssignale der Sensorvorrichtung in einem festgelegten primären Verschiebungsintervall, und die Schieberschaltung liefert zwei verschobene analoge Ausgangssignale.
- – Der erste Teil enthält zwei sekundäre passive analoge Komponenten mit jeweils einem variable sekundären Parameter, während der zweite Teil eine sekundäre passive analoge Komponente mit einem variablen sekundären Parameter enthält, vorzugsweise mit dem gleichen Wert wie einer der zwei sekundären Parameter des ersten Teils; eine gleichzeitige Änderung der variablen sekundären Parameter durch die Steuerungsmittel verschiebt die mindestens zwei analogen Ausgangssignale der Sensorvorrichtung in einem festgelegten sekundären Verschiebungsintervall, das verschieden vom primären festgelegten Verschiebungsintervall ist, und die Schieberschaltung liefert zwei verschobene analoge Ausgangssignale.
- – Der erste Teil der Schieberschaltung enthält nur eine passive analoge Komponente mit einem variablen Parameter und der zweite Teil der Schieberschaltung enthält nur eine passive analoge Komponente mit einem variablen Parameter; eine gleichzeitige Änderung der zwei variablen Parameter durch die Steuerungsmittel verschiebt das analoge Ausgangssignal der Sensorvorrichtung in einem festgelegten Verschiebungsintervall, und die Schieberschaltung liefert zwei verschobene analoge Ausgangssignale.
- – Der erste Teil ist ein Cosinus-Teil und das erste verschobene analoge Ausgangssignal ist ein Cosinus-Signal; der zweite Teil ist ein Sinus-Teil und das zweite verschobene analoge Ausgangssignal ist ein Sinus-Signal, und eine Arkustangens-Funktion, die auf eine Division des Sinus-Signals durch das Cosinus-Signal angewandt wird, entspricht einem Drehwinkel eines drehenden Teils im Verhältnis zu einem feststehenden Teil der mechanischen Vorrichtung.
- – Die Steuerungsmittel umfassen mindestens ein Potentiometer, das mindestens einer der passiven analogen Komponenten zugeordnet und dafür eingerichtet ist, den variablen Parameter dieser passiven analogen Komponente selektiv zu verändern.
- – Die Steuerungsmittel umfassen einen Emitter, der dafür eingerichtet ist, selektiv auf mindestens eine der passiven analogen Komponenten einzuwirken und den variablen Parameter dieser passiven analogen Komponente zu verändern.
- – Der Emitter ist ein Laser-Emitter, der dafür eingerichtet ist, selektiv einen Laserstrahl auf mindestens eine der passiven analogen Komponenten abzugeben und den variablen Parameter dieser passiven analogen Komponente zu verändern.
- – Mindestens eine der passiven analogen Komponenten ist eine Widerstandskomponente und ihr variabler Parameter ist ein Widerstandswert.
- – Mindestens eine der passiven analogen Komponenten ist eine Induktorkomponente und ihr variabler Parameter ist ein Induktivitätswert.
- – Mindestens die Erfassungszellen des Sensors sowie der erste und der zweite Teil der Schieberschaltung sind zusammen in einem Gehäuse der Sensorvorrichtung angeordnet.
- – Der erste Teil und der zweite Teil der Schieberschaltung sind zusammen in einem Schiebergehäuse angeordnet, das unabhängig von einem Gehäuse der Sensorvorrichtung handhabbar ist.
- – Die Steuerungsmittel sind ebenfalls in dem Schiebergehäuse angeordnet.
- The slider circuit provides two shifted analogue output signals, which are the first shifted analogue output signal and the second shifted sinewave signal.
- The first part and the second part of the shifter circuit each contain a primary passive analog component with a variable primary parameter, preferably the same value; a simultaneous change of the variable primary parameters by the control means shifts the at least two analog output signals of the sensor device in a fixed primary shift interval, and the shifter circuit provides two shifted analog output signals.
- The first part contains two secondary passive analogue components, each with a variable secondary parameter, while the second part contains a secondary passive analogue component with a variable secondary parameter, preferably of the same value as one of the two secondary parameters of the first part; a simultaneous change of the variable secondary parameters by the control means shifts the at least two analog output signals of the sensor device in a fixed secondary shift interval different from the primary fixed shift interval, and the shift circuit provides two shifted analog output signals.
- The first part of the shifter circuit contains only one passive analogue component with a variable parameter and the second part of the shifter circuit contains only one passive analogue component with a variable parameter; a simultaneous change of the two variable parameters by the control means shifts the analog output signal of the sensor device at a fixed shift interval, and the shifter circuit provides two shifted analogue output signals.
- The first part is a cosine part and the first shifted analogue output signal is a cosine signal; the second part is a sine part, and the second shifted analog output signal is a sine signal, and an arctangent function applied to a division of the sine signal by the cosine signal corresponds to a rotation angle of a rotating part in proportion to a fixed part of the mechanical device.
- The control means comprise at least one potentiometer associated with at least one of the passive analog components and adapted to selectively vary the variable parameter of this passive analog component.
- The control means comprise an emitter adapted to selectively affect at least one of the passive analog components and the variable parameter to change this passive analogue component.
- The emitter is a laser emitter adapted to selectively output a laser beam to at least one of the passive analog components and to vary the variable parameter of this passive analog component.
- At least one of the passive analog components is a resistance component and its variable parameter is a resistance value.
- At least one of the passive analog components is an inductor component and its variable parameter is an inductance value.
- - At least the detection cells of the sensor and the first and the second part of the slide circuit are arranged together in a housing of the sensor device.
- - The first part and the second part of the slide circuit are arranged together in a slide housing, which is independent of a housing of the sensor device manageable.
- - The control means are also arranged in the slide housing.
Die Erfindung betrifft außerdem eine Sensorlagereinheit, die ein Lager und ein System wie oben erwähnt enthält, wobei der Sensor des Systems und das Lager einen feststehenden Teil und einen drehenden Teil der mechanischen Vorrichtung bestücken. Vorzugsweise sind ein äußerer Ring des Lagers und die Erfassungszellen des Sensors am äußeren, feststehenden Teil der mechanischen Vorrichtung montiert, während ein innerer Ring des Lagers und ein Wertgeber, der den Erfassungszellen zugeordnet ist, am inneren, drehenden Teil der mechanischen Vorrichtung montiert sind. Alternativ sind ein innerer Ring des Lagers und die Erfassungszellen des Sensors am inneren, feststehenden Teil der mechanischen Vorrichtung montiert, während ein äußerer Ring des Lagers und ein Wertgeber, der den Erfassungszellen zugeordnet ist, am äußeren, drehenden Teil der mechanischen Vorrichtung montiert sind. The invention also relates to a sensor bearing unit including a bearing and a system as mentioned above, wherein the sensor of the system and the bearing load a stationary part and a rotating part of the mechanical device. Preferably, an outer ring of the bearing and the detection cells of the sensor are mounted on the outer fixed part of the mechanical device, while an inner ring of the bearing and a transmitter associated with the detection cells are mounted on the inner rotating part of the mechanical device. Alternatively, an inner ring of the bearing and the sensing cells of the sensor are mounted to the inner, stationary part of the mechanical device, while an outer ring of the bearing and a transmitter associated with the sensing cells are mounted to the outer, rotating part of the mechanical device.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Schiebermodul, das Folgendes enthält:
- – eine Schieberschaltung, die zu einem System gehört, wobei der erste Teil und der zweite Teil der Schieberschaltung in einem Schiebergehäuse angeordnet sind, das unabhängig von einem Gehäuse der Sensorvorrichtung handhabbar ist, und
- – ein Schiebergehäuse, in dem die Schieberschaltung angeordnet ist, und das unabhängig von einem Gehäuse der zum System gehörenden Sensorvorrichtung handhabbar ist.
- A slider circuit belonging to a system, wherein the first part and the second part of the slider circuit are arranged in a slider housing, which is independently handled by a housing of the sensor device, and
- A slider housing in which the slider circuit is arranged, and which is independent of a housing of the sensor device belonging to the system manageable.
Vorzugsweise sind die zum System gehörenden Steuerungsmittel ebenfalls im Schiebergehäuse angeordnet. Preferably, the control means belonging to the system are likewise arranged in the valve housing.
Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Verschieben mindestens eines analogen Ausgangssignals einer Sensorvorrichtung, die mindestens zwei Erfassungszellen umfasst, die dafür eingerichtet sind, eine mechanischen Vorrichtung zu bestücken, wobei das Verfahren mindestens die folgenden Schritte umfasst:
- – (A) die Sensorvorrichtung liefert mindestens zwei analoge Ausgangssignale, die von dem Verhalten der mechanischen Vorrichtung abhängen,
- – (B) eine Schieberschaltung verarbeitet selektiv die analogen Ausgangssignale, wobei: – ein erster Teil der Schieberschaltung, der mindestens eine passive analoge Komponente mit einem variablen Parameter enthält, selektiv die mindestens zwei analogen Ausgangssignale verarbeitet, um ein erstes verschobenes analoges Ausgangssignal zu liefern, und/oder – ein zweiter Teil der Schieberschaltung, der mindestens eine passive analoge Komponente mit einem variablen Parameter enthält, selektiv die mindestens zwei analogen Ausgangssignale verarbeitet, um ein zweites verschobenes analoges Signal zu liefern, das sich von dem ersten verschobenen analogen Ausgangssignal unterscheidet,
- – (C) Steuerungsmittel, die zusammen mit der Sensorvorrichtung und der Schieberschaltung ein Schiebersystem bilden, steuern die variablen Parameter der passiven analogen Komponenten, wobei eine Änderung dieser variablen Parameter mindestens eines der analogen Ausgangssignale der Sensorvorrichtung in der Schieberschaltung verschiebt, und
- – (D) die Schieberschaltung liefert mindestens zwei analoge Ausgangssignale der Sensorvorrichtung, darunter mindestens ein verschobenes Ausgangssignal, welches das erste verschobene Ausgangssignal und/oder das zweite verschobene Sinus-Signal der Sensorvorrichtung enthält.
- (A) the sensor device supplies at least two analogue output signals which depend on the behavior of the mechanical device,
- - (B) a shifter circuit selectively processes the analog output signals, wherein: a first part of the shifter circuit containing at least one passive analog component with a variable parameter selectively processes the at least two analog output signals to provide a first shifted analog output signal; and / or - a second portion of the shifter circuit including at least one passive analog component having a variable parameter, selectively processing the at least two analog output signals to provide a second shifted analog signal different from the first shifted analog output signal,
- - (C) control means, which together with the sensor device and the slider circuit form a slider system, control the variable parameters of the passive analog components, wherein a change of these variable parameters shifts at least one of the analog output signals of the sensor device in the shifter circuit, and
- - (D) the shifter circuit provides at least two analog output signals of the sensor device, including at least one shifted output signal, which contains the first shifted output signal and / or the second shifted sine signal of the sensor device.
Vorzugsweise erfolgen die Schritte (A), (B), (C) und (D) dieses Verfahrens gleichzeitig oder im Wesentlichen gleichzeitig. Preferably, steps (A), (B), (C) and (D) of this process occur simultaneously or substantially simultaneously.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren und als veranschaulichendes Beispiel ohne Einschränkung des Erfindungsgegenstandes erläutert. In den beigefügten Figuren zeigen: The invention will now be explained with reference to the accompanying figures and as an illustrative example without limiting the subject invention. In the attached figures show:
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG EINIGER AUSFÜHRUNGSFORMEN DETAILED DESCRIPTION OF SOME EMBODIMENTS
Das in
Das System
Vorzugsweise können der Sensor
Wie am Beispiel von
Gemäß der Erfindung muss der Sensor
Alternativ kann der Sensor
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann die Sensorvorrichtung nur den Sensor
Wie in
Die mechanische Vorrichtung
Der Sensor
Die Zellen
Die Zellen
Wie in
In Bezug auf die mechanische Baugruppe in
Vorzugsweise sind die Erfassungszellen
Vorteilhafterweise sind der erste Teil
Alternativ können mindestens der Sensor
Innerhalb der Konverterschaltung
Innerhalb der Schieberschaltung
Wie in
Wie in
In der Praxis ist die Schieberschaltung
Vorteilhafterweise entspricht eine Arkustangens-Funktion, die auf eine Division des Sinus-Signals S42 durch das Cosinus-Signal C41 angewandt wird, einem Drehwinkel θ des drehenden Teils
Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung entspricht die Funktionsweise der Schieberschaltung
-
• C41 = cos(θ + θs) = cos(θ).cos(θs) – sin(θ).sin(θs) = C31.cos(θs) –S32.sin(θs) (1) -
• S42 = sin(θ + θs) = sin(θ).cos(θs) + cos(θ).sin(θs) = S32.cos(θs) + C31.sin(θs) (2)
-
C41 = cos (θ + θs) = cos (θ) .cos (θs) -sin (θ) .sin (θs) = C31.cos (θs) -S32.sin (θs) (1) -
S42 = sin (θ + θs) = sin (θ) .cos (θs) + cos (θ). Sin (θs) = S32.cos (θs) + C31.sin (θs) (2)
Da der Verschiebungswinkel θs variabel gewählt werden muss, danach aber durch die Umsetzung des Systems
-
• C41 = C31.a1 – S32.b1 = C31 × ((P81 + P86)/(P82 + P83)) × P83/P86 – S32 × P86/P81 (3) -
• S42 = S32.a1 + C31.b1 = –S32 × P96/P91 – C31 × P96/P92 (4)
-
C41 = C31.a1-S32.b1 = C31 × ((P81 + P86) / (P82 + P83)) × P83 / P86-S32 × P86 / P81 (3) -
S42 = S32.a1 + C31.b1 = -S32 × P96 / P91 - C31 × P96 / P92 (4)
Wie in Gleichung (3) und (4) dargestellt ist, stehen die Koeffizienten a1 und b1 mit den Parametern P81, P82, P83, P86, P91, P92 und P96 in Zusammenhang. Die Parameter P86 und P96 sind unveränderliche Widerstandswerte, die wie im Weiteren beschrieben berechnet werden können, während die Parameter P81, P82, P83, P91 und P92 variable Widerstandswerte sind. As shown in Equations (3) and (4), the coefficients a1 and b1 are related to the parameters P81, P82, P83, P86, P91, P92, and P96. The parameters P86 and P96 are fixed resistance values which can be calculated as described below, while the parameters P81, P82, P83, P91 and P92 are variable resistance values.
Gemäß der Erfindung sind die Steuerungsmittel
Wie in
Vorzugsweise sind die Steuerungsmittel
Die Diagrammkurve von
Das Verschieben wird durch das Verändern des Cosinus-Teils
Gemäß der Simulation erstreckt sich der Verschiebungswinkel θs von 0 bis 90 Grad, um ein komplettes Verschiebungsintervall ohne Höchstpunkte abzudecken. In den anderen Verschiebungsintervallen, die sich von 90 bis 180 Grad, von 180 bis 270 Grad und von 270 bis 360 Grad erstrecken, stellt die Simulation ähnliche Ergebnisse bereit. Alle 90 Grad erscheint ein Höchstpunkt, wo der Wert der entsprechenden Widerstände R81, R83 und R92 einerseits oder der Widerstände R82 und R91 andererseits unendlich wird. In der Praxis muss ein Verschiebungsintervall so gewählt werden, dass in den sich ändernden Widerstandswerten keine Höchstpunkte sowohl für den Cosinus-Teil
An diesem Punkt sind die Parameter P86 und P96 als konstante Widerstandswerte, die Durchschnittswerten über das Verschiebungsintervall entsprechen, unveränderlich. Zum Beispiel sind die Parameter P86 und P96 gleich 2,05 kΩ. Im Intervall von 0 bis 45 Grad können die Parameter P82 und P91 als konstante Widerstandswerte, die ihren Durchschnittswerten über dieses Intervall entsprechen, unveränderlich sein, während eine Änderung der Parameter P81, P83 und P92 dazu dient, die gewünschte Verschiebung θs zu erreichen. Im Intervall von 45 bis 90 Grad können die Parameter P81, P83 und P92 als konstante Widerstandswerte, die ihren jeweiligen Durchschnittswerten über dieses Intervall entsprechen, unveränderlich sein, während eine Änderung der Parameter P82 und P91 dazu dient, die gewünschte Verschiebung θs zu erreichen. Wie in
In der Praxis werden die Signale C31 und S32 innerhalb der Schaltung
Somit kann dank des Systems
Andere, nicht dargestellte Ausführungsformen des Systems
Gemäß einer weiteren möglichen Ausführungsform der Erfindung kann das System
Unabhängig von der Ausführungsform umfasst das Verschiebungssystem
Gemäß einer Hauptausführungsform, die in
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der erste Teil
Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform enthält die mechanische Vorrichtung
Gemäß einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform kann die Schieberschaltung
Außerdem können technische Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen ganz oder teilweise miteinander kombiniert werden. So kann das System
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